The large-eddy simulation (LES) was carried out to evaluate the instantaneous vector and vorticity profiles of a small-size axial fan (SSAF) at the operating point of full-flowrate. The downstream flow of the SSAF exhibits a shorter axial flow when not fully developed, especially the stronger vortex appears at the edge near the flow end. On the other hand, the downstream flow of the SSAF exhibits a longer axial flow, and the weaker vortex appears at the edge near the flow end when the flow is sufficiently developed. Moreover, in the downstream of the SSAF, a periodic and intermittent flow pattern appears at the edge showing the axial flow, and the instantaneous vorticity contour lines showing the form of a circle group are distributed at specific intervals from the downstream region of the blade tip, which is considered to be the result of the intermittency phenomenon influenced by the number of blades and the number of revolutions.
본 연구에서는 부영양화의 원인이 되는 질소와 인의 제거 효율을 향상시킬 목적으로 광물질을 활용한 여재를 이용하여 호기, 혐기의 흐름조건을 만들어주기 위한 수직 수평 흐름 인공습지를 고안하여 아크릴 반응조로 제작한 후 성능평가를 진행하였다. 수직 수평 흐름형 인공습지의 경우 호기 및 혐기조건을 평가하기 위해서 반응조 내 용존산소(DO) 농도를 측정해본 결과 호기상태에서는 2.7 mg/L, 혐기상태에서는 N.D로 확인되어 목적에 부합된 결과가 확인되었다. 실험결과에서는 SS 저감효과가 140 min, 80 min, 60 min의 운전시간에서 각각 94%, 91%, 61%의 효율을 보였고, T-P의 경우 각각의 운전시간에 따라 84%, 71%, 63%의 저감효율을 보였다. 또한 T-N의 경우 각각의 운전시간에 따라 63%, 49%, 42%의 저감효율을 보여 기존의 습지가 12~24 hr 체류시간을 가지는 것에 비하여 짧은 운전시간에도 높은 처리효율을 보이는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 수직 수평 흐름 방식을 복합 적용하여 기존 인공습지의 단점을 보완하기 위해 기술개발을 진행한 것으로 어떠한 기능적 효과를 갖는지 확인하였고, 향후 이에 대한 현장적용을 위한 운영 및 관리적 차원의 메커니즘 연구가 추가로 진행 될 필요가 있다.
Ammonia emissions during composting of hog manure mixed with sawdust were studied in four runs comprising a total of 22 pilot-scale reactor vessels. These four runs extended previous work and both verified and extended the previous conclusions. The pilot-scale vessels were 205 L insulated stainless steel drums that were aerated either continuously (high/low thermostatically controlled fans) or intermittently (5 min high fan 55 min off). Temperature ammonia emissions air flow rates carbon dioxide production and oxygen utilization moisture and dry matter reduction initial and final chemical compositions were measured. Ammonia emissions from the intermittently aerated vessels were only about 50% as great as those from the continuously aerated ones but this was found to be a result more related to total air flow than to aeration technique. All of the data for total result more related to total air flow were fitted with a linear regression line y=0.139x+29.835 where y is ammonia expressed as g of N and x is air flow in kg with $R^2$=0.6808. this general trend indicates that about 50% reduction in ammonia emissions can be achieved with 75% reduction in air flow. For the aeration techniques used the minimum oxygen level in te exhaust gas from the vessels was 5% and this is probably a resonable lower limit constraining air flow reduction. However within this constraint lower air flow now appears to be a technique that can reduce odorous ammonia emissions.
Johannes Strecha;Stanislav Pospisil;Herbert Steinruck
Wind and Structures
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제39권1호
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pp.31-45
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2024
This paper examines the flow characteristics around an inclined prism with a U-shaped cross-section ("U-profile") and investigates the connection between the flow and flow-induced vibrations. The study employs a combined approach that involves wind tunnel experiments and computational fluid dynamics (CFD) using an unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) turbulence model. Distinct vortex formation patterns are observed in the flow field surrounding the stationary inclined profile. When the cavity of the profile faces away from the incoming flow, large vortices develop behind the profile. Conversely, when the cavity is oriented towards the oncoming flow, these vortices form within the cavity. Notably, due to the slow movement of these large vortices through the cavity, the frequency at which vortices are shed in the negative inclination case is lower compared to the positive inclination, where they form in the wake. Wind tunnel experiments reveal an intermittent transition between the two vortex formation patterns at zero inclination. Large vortices sporadically emerge both in the cavity and behind the profile. The simulation results demonstrate that when these large vortices occur at a frequency close to the structure's natural frequency, they induce prominent pitch vibrations. This phenomenon is also sought after and presented in coupled vibration experiments. Additionally, the simulations indicate that when the natural frequency of the structure is considerably lower than the vortex shedding frequency, this type of vibration can be observed.
The feasibility of the up- and down-flow constructed wetland was examined fur rural wastewater treatment in Korea. Many constructed wetland process was suffered from substrate clogging and high plant stresses because of long term operation. The up- and down-flow constructed wetland process used porous granule materials (charcoal pumice : SSR=10:20:70) for promoting intake rate of nutrient to plant, and especially flow type was designed continuously repeating from up-flow to down-flow. $BOD_5$ and SS was removed effectively by the process with the average removal rate being about 75% respectively. The wetland process was effective in treating nutrient as well as organic pollutant. Removal of TN and TP were more effective than other wetland system and mean effluent concentrations were approximately 7.5 and $0.4mg\;L^{-1}$ which satisfied the water quality standard for WWTPs. The treatment system did not experience any clogging or accumulations of pollutants and reduction of treatment efficiency during winter period because constructed polycarbonate glass structure prevented temperature drop. Considering stable performance and effective removal of pollutant in wastewater, low maintenance, and cost-effectiveness, the up- and down-flow constructed wetland was thought to be an effective and feasible alternative in rural area.
Liu, Kun;Khan, Muhammad Mansoor;Rana, Ahmad;Fei, Dong
Journal of Power Electronics
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제18권2호
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pp.588-603
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2018
This paper presents the idea of a smart load that can adjust the input power flow based on the intermittent power available from RESs (Renewable Energy Resources) to regulate the line voltage, and draw a constant power from the grid. To this effect, an innovative power flow controller is presented based on a Resistive ES (Electric Spring) in combination with a PEAT (Power Electronics based Adjustable Transformer), which can effectively shape the load power flow at the subnetwork level. With a PEAT incorporated in the step down transformer at the grid side, the proposed controller can supply non-critical loads through local RESs, and the critical loads can draw a relatively constant power from the grid. If there is an abundance of power produced by the RESs, the controller can supply both non-critical loads and critical loads through the RES, which significantly reduces the power demand from the grid. The principle, practicality, stability analysis, and controller design are presented. In addition, simulation results show that the power flow controller performs well in shaping the load power flow at the subnetwork level, which decreases the power demand on the grid. Experimental results are also provided to show that the controller can be realized.
It is well known that the flow and spray characteristics is critical factor on the performance and emission of a direct injection diesel engine. So this study aims to investigate the interaction of flow and spray characteristics. At first, in cylinder flow distributions in swirl adaptor for 4-valve cylinder head of DI Diesel engine were investigated under steady conditions for different SCV angles mounted on the cylinder head with steady rig test and 2-D LDV. And the in-cylinder flow was quantified in terms of mean flow coefficient and swirl ratio/tumble ratio. It was found that the swirl ratio is controlled between 2.3 and 3.8. Then spray characteristics of the intermittent injection were investigated. PDA system was utilized for measurement of a droplet size and velocity. The analyses of the PDA results are carried out with Time Dividing Method. It was found that there is a correlation between the swirl flow and SMD. The droplet size and the velocity were nearly constant value with each SCV angle. And the swirl ratio is higher, SMD smaller. The swirl ratio was helpful factor to the atomization of droplet.
본 연구의 목적은 직렬연결 2단 수직 및 수평 모래 갈대 인공습지에 생활하수를 간헐적으로 주입하였을 때 각 수질항목별 처리효율을 평가하는 것이다. 하수는 수리학적 부하량 $314L/m^2{\cdot}day$(수직 흐름 인공습지 기준)를 하루 4(10분 동안 주입후 5시간 50분 동안 중단)회 균등하게 간헐적으로 주입하였다. 평가 결과 pH는 유입수(7.27)보다 수직 흐름 인공습지 유출수(5.81)에서 감소하였다가 수평 흐름 인공습지 유출수(6.40)에서 다시 증가하였다. DO의 농도는 유입수에 비하여 유출수에서 높았으며 겨울로 갈수록 증가하였다. 수직 흐름 인공습지의 산소 전달율 (oxygen transfer rate: OTR)은 $58.72gO_2/m^2{\cdot}day$ 그리고 수평 흐름 인공습지의 OTR은 $7.72gO_2/m^2{\cdot}day$이었다. 각 항목별 평균 처리효율은 SS 94.80%, BOD 90.77%, $COD_{Cr}$ 85.87%, $COD_{Mn}$ 87.72%, T-N 64.74%, $NH_4{^+}$-N 86.44%, T-P 87.70%이었다. 유출수중 T-N의 반 정도는 $NO_3{^-}$-N(7.21 mg/L)이었으며 $NO_2{^-}$-N은 평균 0.64 mg/L이었다.
Kim, Ho-Young;Kwon, Hyuk-Sung;Hwang, Dae-Hyun;Kim, Yongchan
Journal of Mechanical Science and Technology
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제15권7호
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pp.921-930
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2001
A new theoretical critical heat flux (CHF) model was developed for the forced convective flow boiling at high pressure, high mass velocity, and low quality. The present model for an intermittent vapor blanket was basically derived from the sublayer dryout theory without including any empirical constant. The vapor blanket velocity was estimated by an axial force balance, and the thickness of vapor blanket was determined by a radial force balance for the Marangoni force and lift force. Based on the comparison of the predicted CHF with the experimental data taken from previous studies, the present CHF model showed satisfactory results with reasonable accuracy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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